Boorin isotoopit
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28.10.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .Boori-isotoopit ovat kemiallisen alkuaineen boori atomien (ja ytimien ) lajikkeita , joilla on erilainen neutronipitoisuus ytimessä.
Luonnollinen boori koostuu kahdesta stabiilista isotoopista - boori-10, jonka pitoisuus on noin 20 at.%, ja loput - boori-11. Näiden kahden isotoopin suhde vaihtelee eri luonnollisissa lähteissä johtuen luonnollisista rikastumisprosesseista jommankumman isotoopin suhteen. Boori-10:n ja boori-11:n pitoisuudet keskimääräisinä eri luonnollisista boorin lähteistä ovat 19,97 at.% ja 80,17 at.%, vaihteluvälillä 18,929–20,386 ja 79,614–81,071 at.%.
Kaikki muut boorin isotoopit ovat radioaktiivisia , ja pisin on boori-8, jonka puoliintumisaika on 770 ms.
Boorin isotooppitaulukko
| Nuklidi symboli |
Z ( p ) | N( n ) | Isotooppimassa [1] ( a.u.m. ) |
Puoliintumisaika [ 2] (T 1/2 ) |
Decay kanava | Hajoamistuote | Ytimen spin ja pariteetti [2] |
Isotoopin esiintyvyys luonnossa |
Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herätysenergia | |||||||||
| 7 B |
5 | 2 | 7,029712±(27) | (570 ± (14))⋅10 -24 s [ 801 ± (20) keV ] |
s | 6 Olla |
(3/2−) | ||
| kahdeksan B |
5 | 3 | 8,0 246 073 ± (11) | 771,9 ± (9) ms | β + , α | neljä Hän |
2+ | ||
| 8 m B |
10 624 ± (8) keV | 0+ | |||||||
| 9 B |
5 | neljä | 9,0 133 296 ± (10) | (800 ± (300))⋅10 -21 s | s | kahdeksan Olla |
3/2− | ||
| kymmenen B |
5 | 5 | 10 012 936 862 ± (16) | vakaa | 3+ | [ 0,189 , 0,204 ] [3] | |||
| yksitoista B |
5 | 6 | 11 009 305 167 ± (13) | vakaa | 3/2− | [ 0,796 , 0,811 ] [3] | |||
| 11 m B |
12 560 ± (9) keV | 1/2+, (3/2+) | |||||||
| 12 B |
5 | 7 | 12,0 143 526 ± (14) | 20,20±(2)ms | β − ( 99,40 ± (2) %) | 12 C |
1+ | ||
| β − , α ( 0,60 ± (2) %) | kahdeksan Olla | ||||||||
| 13 B |
5 | kahdeksan | 13,0 177 800 ± (11) | 17,16±(18)ms | β − ( 99,734 ± (36) %) | 13 C |
3/2− | ||
| β − , n ( 0,266 ± (36) %) | 12 C | ||||||||
| neljätoista B |
5 | 9 | 14.025404±(23) | 12,36±(29)ms | β − ( 93,96 ± (23) %) | neljätoista C |
2− | ||
| β − , n ( 6,04 ± (23) %) | 13 C | ||||||||
| 14 m B |
17 065 ± (29) keV | (4,15 ± (1,90))⋅10 -21 s | 0+ | ||||||
| viisitoista B |
5 | kymmenen | 15.031087±(23) | 10,18±(35)ms | β − , n (> 98,7 ± (1,0) %) | neljätoista C |
3/2− | ||
| β − (< 1,3 %) | viisitoista C | ||||||||
| β − , 2n (< 1,5 %) | 13 C | ||||||||
| 16 B |
5 | yksitoista | 16.039841±(26) | > 4,6⋅10 -21 s | n | viisitoista B |
0− | ||
| 17 B |
5 | 12 | 17.04 693±(22) | 5,08±(5) ms | β − , n ( 63 ± (1) %) | 16 C |
(3/2−) | ||
| β − ( 21,1 ± (2,4) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 2n ( 12 ± (2) %) | viisitoista C | ||||||||
| β − , 3n ( 3,5 ± (7) %) | neljätoista C | ||||||||
| β − , 4n ( 0,4 ± (3) %) | 13 C | ||||||||
| kahdeksantoista B |
5 | 13 | 18.05 560±(22) | < 26 ns | n | 17 B |
(2−) | ||
| 19 B |
5 | neljätoista | 19.06 417 ± (56) | 2,92±(13)ms | β − , n ( 71 ± (9) %) | kahdeksantoista C |
(3/2−) | ||
| β − , 2n ( 17 ± (5) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 3n (< 9,1 %) | 16 C | ||||||||
| β − (> 2,9 %) | 19 C | ||||||||
| kaksikymmentä B [4] |
5 | viisitoista | 20.07 451 ± (59) | > 912,4⋅10 -24 s | n | 19 B |
(1−, 2−) | ||
| 21 B [4] |
5 | 16 | 21.08 415 ± (60) | > 760⋅10 -24 s | 2n | 19 B |
(3/2−) | ||
Taulukon selitykset
- Isotooppien määrät on annettu useimmille luonnollisille näytteille. Muissa lähteissä arvot voivat vaihdella suuresti.
- Indeksit 'm', 'n', 'p' (symbolin vieressä) osoittavat nuklidin virittyneitä isomeerisiä tiloja.
- Lihavoidut symbolit osoittavat stabiileja hajoamistuotteita. Lihavoidut kursiivilla merkityt symbolit tarkoittavat radioaktiivisia hajoamistuotteita, joiden puoliintumisajat ovat verrattavissa Maan ikään tai sitä pidemmät ja joita siksi esiintyy luonnollisessa seoksessa.
- Hashilla (#) merkityt arvot eivät ole johdettu pelkästään kokeellisista tiedoista, vaan ne on (ainakin osittain) arvioitu naapurinuklidien systemaattisista trendeistä (samalla Z- ja N -suhteella ). Epävarmuusspin ja/tai pariteettiarvot on suljettu suluissa.
- Epävarmuus annetaan suluissa olevana numerona, joka ilmaistaan viimeisen merkitsevän numeron yksiköissä, tarkoittaa yhtä keskihajontaa (poikkeuksena isotoopin runsaus ja standardiatomimassa IUPAC -tietojen mukaan, jolle on monimutkaisempi epävarmuuden määritelmä käytetty). Esimerkit: 29770,6(5) tarkoittaa 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) tarkoittaa 21,48 ± 0,15; −2200.2(18) tarkoittaa −2200.2 ± 1.8.
Sovellus
Boori-10:llä on erittäin korkea termisen neutronien sieppauspoikkileikkaus , joka on yhtä suuri kuin 3837 barn (useimmille muiden alkuaineiden isotoopeille tämä poikkileikkaus on lähellä telan yksikköjä tai murto-osia), ja kun neutroni siepataan, virittynyt boori- Muodostuu 11 ydintä ( 11 B*), joka hajoaa välittömästi kahdeksi stabiiliksi ytimeksi ( alfahiukkanen ja litium-7-ydin), nämä ytimet hidastuvat väliaineessa erittäin nopeasti, eikä niissä ole läpäisevää säteilyä ( gammasäteily ja neutronit), toisin kuin samankaltaiset neutronien sieppausreaktiot muiden isotooppien toimesta:
+ 2,31 MeV .
Siksi 10 V jännitettä osana boorihapon ja muiden kemiallisten yhdisteiden , esimerkiksi boorikarbidin , liuosta käytetään ydinreaktoreissa reaktiivisuuden säätelyyn sekä henkilöstön biologiseen suojaamiseen lämpöneutroneilta . Neutronien absorption tehostamiseksi reaktoreissa käytettävää booria rikastetaan joskus erityisesti boori-10-isotoopilla.
Lisäksi booriyhdisteitä käytetään tietyntyyppisten aivosyöpien neutronikaappaushoidossa , elimistön kudoksissa olevien helium-4:n ja litium-7:n ionisoituvien nopeiden ytimien valikoima on hyvin pieni ja siksi ionisoiva säteily ei vaikuta terveisiin kudoksiin .
Boorin BF 3 kaasumaista kemiallista yhdistettä käytetään työväliaineena lämpöneutroniilmaisimien ionisaatiokammioissa .
Vuonna 2015 Science -lehdessä julkaistussa artikkelissa [ 5] ehdotettiin boori-isotooppien suhteen mittaamista muinaisissa permikauden lopun ja triaskauden alun sedimenttikivissä veden happamuuden ( pH ) muutoksen määrittämiseksi. paleovaltameristä noiden aikakausien aikana, selittääkseen mahdollisia syitä permiläiseen massasukupuuttoon , pääasiassa vesieliöihin, jotka todennäköisesti johtuvat vulkaanisen toiminnan maailmanlaajuisesta lisääntymisestä, johon liittyy hiilidioksidin vapautuminen ilmakehään. Tämä muinaisten valtamerten happamuuden määritysmenetelmä on ilmeisesti tarkempi kuin aiemmin käytetty menetelmä happamuuden määrittämiseen kalsiumin isotooppien [6] ja hiili-isotooppien suhteesta .
Muistiinpanot
- ↑ Tiedot perustuvat Meng Wangin , Huang WJ :n , Kondev FG :n , Audi G.:n , Naimi S :n Ame2020 atomimassan arviointiin (II). Taulukot, kaaviot ja viitteet (englanniksi) // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , iss. 3 . - P. 030003-1-030003-512 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ↑ 1 2 Tiedot, jotka on annettu Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. The Nubase2020 -arviointi ydinominaisuuksista // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ↑ 12 boorin atomipainoa . CIAAW .
- ↑ 1 2 Leblond, S.; et ai. (2018). "Ensimmäinen havainto 20 B:stä ja 21 B:stä". Physical Review Letters . 121 (26): 262502–1–262502–6. arXiv : 1901.00455 . DOI : 10.1103/PhysRevLett.121.262502 . PMID 30636115 .
- ↑ Clarkson, MO et ai. (2015) Science 348, 229-232.
- ↑ Witze, Alexandra (2015) Happamat valtameret, jotka liittyvät kaikkien aikojen pahimpaan sukupuuttoon; 252 miljoonan vuoden takaiset kivet viittaavat siihen, että tulivuorista peräisin oleva hiilidioksidi teki merivedestä tappavan. Journal Nature; Uutisjulkaisu 9.4.2015
